La innovación en el sector energético no cesa. La esperanza para reconfigurar un mercado que todavía depende en gran medida de los combustibles fósiles no sólo recae en las energías renovables y en proyectos como el revolucionario sistema que jubilará a las placas solares o el ingenioso aerogenerador sin aspas desarrollado en España. En paralelo a estos avances, la gran alternativa para producir energía limpia y barata está en las minicentrales nucleares de nueva generación, más pequeñas y seguras que las tradicionales.
Entre los proyectos más avanzados a día de hoy se encuentra Natrium, desarrollada por TerraPower, una startup fundada en 2008 por Bill Gates. El magnate tecnológico, alejado desde hace años de la primera línea de Microsoft, se ha volcado con esta iniciativa y esta misma semana ha visitado su futuro emplazamiento, en la pequeña ciudad de Kemmerer (Wyoming, Estados Unidos).
"Cuando se inaugure (posiblemente en 2030), será la instalación nuclear más avanzada del mundo, y será mucho más segura y producirá muchos menos residuos que los reactores convencionales", ha destacado en la última entrada de su blog, Gates Notes.
Bill Gates en los laboratorios de TerraPower
Gates está convencido de que "el mundo necesita hacer una gran apuesta por la energía nuclear" para satisfacer la creciente necesidad energética a nivel global y, a la vez, eliminar o reducir drásticamente las emisiones de carbono. "Ninguna de las otras fuentes limpias es tan fiable, y ninguna de las otras fuentes fiables es tan limpia", afirma antes de explicar las ventajas que presenta su avanzada tecnología.
La revolución nuclear
La firme apuesta de Alemania por la desnuclearización, que ha puesto fin a los reactores nucleares en plena crisis energética por la guerra en Ucrania, y el plan español de desmantelamiento de las siete centrales que operan actualmente en nuestro país contrastan con las posibilidades que pueden ofrecer innovaciones tecnológicas como la que plantea TerraPower.
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Desde sus inicios, la energía nuclear se ha enfrentado a varios problemas: aunque garantiza el suministro eléctrico y destaca por su estabilidad, son instalaciones muy caras, generan abundantes residuos radiactivos y están expuestas a errores humanos que pueden provocar catástrofes como la que se produjo en Chernóbil. "Las instalaciones de Natrium", señala Gates, "están diseñadas para resolver estos problemas y otros más".
Para lograrlo, Natrium utilizará un reactor rápido de sodio, combinado con un sistema de almacenamiento de energía de sales fundidas. Es lo que garantiza estabilidad y energía limpia y flexible, según la propia compañía, que apunta también a una perfecta integración con las redes eléctricas de energías renovables.
La central nuclear de Terrapower
Esta nueva central, que ocupará el 'hueco' dejado por la central térmica que lleva operando más de medio siglo en Kemmerer, permitirá generar 345 MW capacidad de generar picos de hasta 500 MW durante más de cinco horas y media. Todo bajo un planteamiento que le permite reducir el gasto de combustible nuclear, siendo cuatro veces más eficiente que un reactor de agua ligera.
Dependiendo del mercado al que vaya dirigido, este tipo de planta se puede complementar con un sistema de almacenamiento de energía calorífica del orden de gigawatios, que luego se puede transformar en energía eléctrica. Uno solo de estos reactores podría producir energía suficiente para más de 400.000 hogares.
Cómo funcionará
Para entender mejor su funcionamiento, el propio Gates se encarga de explicar las diferencias de Natrium frente a otros reactores de manera muy didáctica. "Un reactor típico mantiene bajo control la reacción nuclear de división de átomos haciendo circular agua alrededor de un núcleo de uranio".
La utilización del agua plantea dos inconvenientes: no es muy buena absorbiendo calor, ya que deja de hacerlo a los 100 grados centígrados, y aumenta la presión sobre las tuberías y otros equipos. Además, en caso de que suceda una emergencia y no se pueda seguir bombeando agua, el núcleo del reactor continuará calentándose, lo que en último término puede provocar una explosión de catastróficas consecuencias.
Laboratorio de TerraPower
A diferencia del agua, el sodio líquido que utilizará Natrium puede absorber mucho más calor, ya que su punto de ebullición se sitúa en los 881 grados centígrados. Además, no necesita ningún sistema de bombeo, "porque a medida que se calienta, sube, y a medida que sube, se enfría. Incluso si la central se queda sin energía, el sodio sigue absorbiendo calor sin llegar a una temperatura peligrosa que provocaría una fusión", aclara Gates.
Además de la seguridad, la otra gran ventaja que aporta el reactor de Natrium y que lo hacen único es su sistema de almacenamiento, que permitirá controlar cuánta electricidad produce en tiempo real. Es algo fundamental para su integración en las redes eléctricas, que utilizan fuentes tan variables como la eólica y la fotovoltaica.
Diagrama del funcionamiento de Natrium
Por último, Gates destaca una innovación tecnológica que ha sido fundamental para encontrar la versión óptima del reactor: el proceso de diseño digital de TerraPower. Para ello, los técnicos de la compañía han utilizado superordenadores para realizar simulaciones y probar digitalmente cómo afrontaría Natrium distintos escenarios, desde terremotos hasta apagones. Ha superado todas las pruebas sin mayores problemas.
Competencia
En la carrera por ser el primero en construir y operar una minicentral nuclear, TerraPower tiene como principal competidor a NuScale Power, que ha recibido la aprobación de la Comisión de Regulación Nuclear (NRC) de EEUU a su diseño del primer reactor nuclear modular pequeño.
Simulación de aspecto exterior de una central nuclear
Se trata de VYGR, la joya de la corona de NuScale Power, cuyas centrales nucleares recurren al concepto de SMR (small modular reactor o reactor modular pequeño) como unidades independientes. Cada módulo diseñado y creado por la compañía —que luego conforman las centrales— tiene todo lo necesario para funcionar por sí mismo gracias al sistema de generación de vapor de agua y al de refrigeración que se encarga de intercambiar el calor.
NuScale Power cuenta con diseños predefinidos de 4, 6 y 12 módulos con el fin de satisfacer las diferentes necesidades de cada ubicación. Sin importar la configuración elegida, la planta generadora incluye: turbinas de vapor industrial, generadores enfriados por aire, condensador, equipos de alimentación de agua y de condensación disponibles comercialmente, subestación eléctrica y transformadores.
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